Щёлочноземельные металлы

Откуда взялось название

Ранние химики называли «землями» вещества, которые не плавились и не изменялись в огне. Известь, магнезия и барит были землями, которые слегка растворялись в воде, давая щелочные растворы, — поэтому их назвали щелочными землями. Долгое время их считали самостоятельными элементами. В 1808 году Хамфри Дэви с помощью электролиза показал, что в каждой из них содержится металл, и название перешло от оксидов к самим металлам.

Два электрона — чуть меньше активности

У каждого щёлочноземельного металла два электрона на внешней оболочке, и он отдаёт оба, образуя ионы с зарядом 2+. Отрыв двух электронов требует больше энергии, чем отрыв одного, поэтому эти металлы менее активны, чем их соседи по 1-й группе. Бериллий почти не реагирует с водой, магний реагирует с водяным паром, а кальций, стронций и барий — с холодной водой, причём всё быстрее.

Кроме того, они твёрже и плотнее щелочных металлов и плавятся при более высоких температурах, ведь в металлической связи участвуют по два электрона от каждого атома.

Цвета в пламени

При нагревании соединения нескольких из этих металлов окрашивают пламя в яркие цвета. На этом основаны школьные пробы на окрашивание пламени и фейерверки.

• Кальций: кирпично-красный
• Стронций: малиновый — классический красный цвет фейерверков и сигнальных огней
• Барий: яблочно-зелёный
• Магний: ослепительно-белый свет при горении самого металла

Основа жизни и строительства

Кальций — самый распространённый металл в организме человека. В виде фосфата кальция он образует кости и зубы, а ионы кальция управляют сокращением мышц и сердцебиением. Магний находится в самом центре молекулы хлорофилла, с помощью которой растения улавливают солнечный свет.

Та же химия формирует и ландшафт. Известняк, мел и мрамор — это карбонат кальция, большая часть которого образовалась из раковин древних морских организмов. При обжиге известняк превращается в негашёную известь — исходное сырьё для строительных растворов и цемента.

Опасные члены группы

Бериллий и его соединения токсичны: вдыхание их пыли может вызвать хроническое заболевание лёгких. Растворимые соединения бария тоже ядовиты, хотя сульфат бария настолько нерастворим, что пациенты безопасно выпивают его перед рентгеновским исследованием. Радий, замыкающий группу, чрезвычайно радиоактивен; когда-то им покрывали циферблаты часов, пока не стал очевиден вред для работниц.